การเชื่อมต่อ Teensy 4.1 กับ Transputer Link เป็นโปรเจกต์ที่ท้าทายและน่าตื่นเต้น! ด้วยการใช้ Serial Link Protocol ที่ซับซ้อน เราสามารถทำให้ไมโครคอนโทรลเลอร์สมัยใหม่ สื่อสารกับคอมพิวเตอร์ยุค 80s ได้อย่างสมบูรณ์แบบ
สถาปัตยกรรมของระบบ
โปรเจกต์นี้ใช้ Teensy 4.1 เป็นตัวกลางในการแปลงสัญญาณระหว่าง USB และ Transputer Link Protocol ซึ่งเป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบ Serial ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ Transputer ยุค 1980s
Transputer Link Protocol
Transputer Link Protocol เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบ Serial ที่ใช้ 9-bit UART โดยมีการส่งข้อมูลแบบ Packet-based พร้อมกับ Acknowledgment System ที่ซับซ้อน
คุณสมบัติของ Link Protocol
9-bit UART
ใช้ 9 บิตในการส่งข้อมูล โดยบิตที่ 9 ใช้เป็น Control Bit สำหรับแยกแยะ Data และ Control Packets
Packet-based Communication
ข้อมูลถูกส่งเป็น Packets พร้อมกับ Header และ Checksum เพื่อความถูกต้องของข้อมูล
Flow Control
มีระบบ Acknowledgment และ Flow Control ที่ซับซ้อนเพื่อควบคุมการส่งข้อมูล
High Speed
สามารถทำงานที่ความเร็วสูงถึง 20 Mbps ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม
การออกแบบฮาร์ดแวร์
RetroShield Transputer Rev A เป็นบอร์ดที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อ Teensy 4.1 กับ Transputer Link โดยใช้วงจรแปลงสัญญาณและ Level Shifter ที่เหมาะสม
การใช้งาน 9-bit UART
ความท้าทายหลักของโปรเจกต์นี้คือการใช้งาน 9-bit UART บน Teensy 4.1 ซึ่งต้องมีการปรับแต่งพิเศษเพื่อให้สามารถส่งและรับข้อมูล 9 บิตได้อย่างถูกต้อง
// การตั้งค่า 9-bit UART บน Teensy 4.1
void setup9BitUART() {
Serial1.begin(baudrate, SERIAL_9N1);
Serial1.transmitterEnable(TX_PIN);
// ตั้งค่า Parity bit เป็น 9th bit
LPUART1_CTRL |= LPUART_CTRL_M;
LPUART1_CTRL |= LPUART_CTRL_PE;
}
// การส่งข้อมูล 9-bit
void send9BitData(uint16_t data) {
while (!(LPUART1_STAT & LPUART_STAT_TDRE));
LPUART1_DATA = data & 0x1FF;
}
ผลลัพธ์การทำงาน
หลังจากการพัฒนาเสร็จสิ้น ระบบสามารถรัน iServer และเชื่อมต่อกับ Transputer เพื่อรันโปรแกรมต่างๆ รวมถึง Compiler และ Text Editor ได้สำเร็จ
การวิเคราะห์ประสิทธิภาพ
การทดสอบประสิทธิภาพแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของ Timing และ Gap ระหว่าง Packets ในการรักษาความเสถียรของการสื่อสาร
เปรียบเทียบประสิทธิภาพ
ความท้าทายทางเทคนิค
โปรเจกต์นี้เผชิญกับความท้าทายหลายประการ ตั้งแต่การใช้งาน 9-bit UART ไปจนถึงการจัดการ Timing ที่แม่นยำสำหรับ High-speed Communication
ปัญหาและการแก้ไข
9-bit UART Implementation
การใช้งาน 9-bit UART บน Teensy 4.1 ต้องมีการปรับแต่ง Register และ Parity Control อย่างละเอียด
Signal Inversion
Transputer Link ใช้สัญญาณแบบ Inverted ต้องมีการปรับแต่งทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์
Timing Synchronization
การจัดการ Timing ระหว่าง Packets ต้องแม่นยำมาก เพื่อป้องกัน Data Loss
Flow Control
ระบบ ACK/NAK และ Flow Control ต้องทำงานอย่างสมบูรณ์แบบเพื่อความเสถียร
🛒 สนใจอุปกรณ์ Retro Computing?
เรามีอุปกรณ์และชิ้นส่วนสำหรับโปรเจกต์ Retro Computing และ DIY Electronics รวมถึง Teensy, Arduino, และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คุณภาพสูง
💬 สอบถามผ่าน LINEสรุป
โปรเจกต์ Teensy 4.1 Transputer Link เป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของการผสมผสาน เทคโนโลยีใหม่กับเก่า การใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์สมัยใหม่เพื่อสื่อสารกับ คอมพิวเตอร์ยุค 80s แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่ไม่มีขีดจำกัด
ความสำเร็จของโปรเจกต์นี้เปิดประตูสู่การพัฒนาโปรเจกต์ Retro Computing อื่นๆ และเป็นแรงบันดาลใจให้กับนักพัฒนาที่สนใจในการเชื่อมต่อระหว่างอดีตและปัจจุบัน
อ้างอิง
INMOS Limited, 1988. Technical documentation for Transputer processor architecture and link protocols.
PJRC Electronic Projects. https://www.pjrc.com/teensy/
INMOS Technical Note 29, "The Transputer Family Link Protocol", 1989.
NXP Semiconductors, "i.MX RT1060 Processor Reference Manual", Chapter 50: LPUART.
8BitForce Team, 2024. Custom PCB design for Teensy 4.1 to Transputer Link interface.
INMOS Limited, "Transputer Development System", Second Edition, 1990.
